Становление и развитие информационных технологий. Лекция 1 презентация

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.
1. Понятие информации как продукта информационной технологии
Объективная (первичная) информация — свойство материальных объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний, которые посредством взаимодействий (фундаментальные взаимодействия) передаются другим объектам и запечатляются в их структуре.
Субъективная (семантическая, смысловая, вторичная) информация – смысловое содержание объективной информации об объектах и процессах материального мира, сформированное сознанием человека с помощью смысловых образов (слов, образов и ощущений) и зафиксированное на каком-либо материальном носителе.

Информация может кодироваться вербально или невербально. Различие способов кодирования информации (аудитивный, тактильный, визуальный, густический и т.д.) обусловливает множество способов ее представления:
тексты;
рисунки, чертежи, фотографии;
световые или звуковые сигналы;
электрические и нервные импульсы;
жесты и мимика;
запахи и вкусовые ощущения;
хромосомы, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т.д.

Символ (греч.) — это знак, обозначающий некоторый предмет или явление.
В информатике символами считаются главным образом буквы, знаки препинания, цифры и другие знаки печатного текста, а также звуковые знаки — фонемы — устного текста, являющиеся составляющими алфавитов и фонетических систем различных естественных и искусственных языков.
Процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами. В настоящее время над информацией можно производить следующие операции:

Три информационные революции:
1) ок. 3000 лет до н.э. — изобретение письменности (шумерская клинопись): информация может накапливаться;
2) 1453 г. — изобретение книгопечатания: информация становится массово доступной;
3) начало 1970-х годов — создание персональных ЭВМ и телекоммуникационных сетей: информация может автоматически обрабатываться и доставляться в электронном виде с высокой скоростью.
Информатика — это наука о накоплении, обработке и передаче информации с помощью ЭВМ. Наука об управлении, связи и переработке информации называется кибернетикой.
Модель К. Шеннона и У. Уивера

Научная информация – логическая информация, адекватно отображающая объективные закономерности природы, общества и мышления. Ее делят
по областям применения на следующие виды: политическая, техническая, биологическая, химическая, физическая и т. д.;
по назначению – на массовую и специальную.
Документальная информация – часть информации, которая занесена на бумажный носитель.
Техническая – информация, которая используется в сфере техники при решении производственных задач.
Научно-техническая информация – объединение научной и технической видов информации.
Дискретная информация характеризуется последовательными точными значениями некоторой величины, а непрерывная – непрерывным процессом изменения некоторой величины.
2. Виды информации. Количественные характеристики информации

Перевод непрерывной информации в дискретную

Количество информации для разных людей в зависимости от:
их накопленных знаний,
уровня понимания этого сообщения
интереса к нему

Информация – характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде

Информация может существовать в виде:
текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
световых или звуковых сигналов;
электрических и нервных импульсов;
магнитных записей;
жестов и мимики;
запахов и вкусовых ощущений;
хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов;
радиоволн и т.д.
Запоминающее устройство (память) – устройство, способное принимать данные и сохранять их последующего считывания.

Изменяющийся во времени физический процесс, отражающий передаваемое сообщение называется сигналом.
Виды сигналов
Непрерывный или аналоговый сигналы
Дискретизированный или дискретно непрерывные сигналы
Дискретные по уровню или квантованные сигналы
Дискретные по уровню и по времени сигналы

Совокупность технических средств используемых для передачи сообщений от источника к потребителю информации называется системой связи.
Система связи состоит из 5 частей:
Источник сообщений
Передатчик
Канал
Приемник
Получатель

Существует ряд подходов к оценке качества информации. Основными из них являются статистический, семантический и прагматический.
Статистический подход используется для организации и управления средствами связи (радио, телевидения, телеграфа и т.д.). Кроме того, теория информации изучает способы построении эффективных кодов, применяемых для решения тех или иных задач.
Семантический подход основан на смысловом содержании информации.
Прагматический подход к информации – это анализ ее ценности, сточки зрения потребителя.

3. Информационный ресурс и его составляющие
Информационный ресурс – концентрация имеющихся фактов, документов, данных и знаний, отражающих реальное изменяющееся во времени состояние общества, и используемых при подготовке кадров, в научных исследованиях и материальном производстве.
Факты – результат наблюдения за состоянием предметной области.
Документы – часть информации, определенным образом структурированная и занесенная на бумажный носитель.
Данные – вид информации, отличающийся высокой степенью форматированности в отличие от более свободных структур, характерных для речевой, текстовой и визуальной информации.
Знания – итог теоретической и практической деятельности человека, отражающий накопление предыдущего опыта и отличающийся высокой степенью структурированности.

4. Понятие ИТ и причины их появления
Под словом технология (от греч. techne - 'искусство, мастерство, умение' и logos - 'слово, учение') понимается «со­вокупность методов обработки, изготовления, изменения состоя­ния, свойства, формы сырья, материала или полуфабриката, ис­пользуемых в процессе производства продукции».
Появлению и бурному развитию информационных технологий способствовали следующие достижения научно-технического про­гресса:
создание персональных компьютеров с большой памятью и большой скоростью выполнения операций;
разработка звуковых плат, дающих возможность воспроиз­водить и записывать речь, звуки и музыку в большом диапазоне частот;
изобретение видеоплат, позволяющих выводить на экран компьютеров изображение с телеэкранов и видеомагнитофонов;
разработка специальных (мультимедийных) компьютеров, позволяющих воспроизводить на экране дисплеев цвет, звук, му­зыку, движение;
создание специальных процессоров и устройств, способных передавать информацию в сети от одного компьютера к другому;
разработка устройств электронной связи (модемов), позво­ляющих передавать информацию на далекие расстояния (по теле­фонным линиям, кабелям, радиоканалам и т.п.);
создание электронной оргтехники, связанной с персональ­ными компьютерами и позволяющей осуществлять высокоско­ростную печать документов, их копирование и размножение.

Информационная технология – это процесс, включающий совокупность способов
сбора, хранения, обработки и передачи информации на основе применения средств вычислительной техники.
Информационная технология – совокупность методов и способов получения, обработки, представления информации, направленных на изменение ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах пользователей.
Информационные технологии принято классифицировать:
по типу обрабатываемой информации (например, данные обрабатываются с помощью систем управления базами данных, а знания – с помощью экспертных систем);
по типу пользовательского интерфейса (командный, WIMP-интерфейс, т. е. содержащий базы программ и меню действий, и SILK-интерфейс, использующий речевые команды и смысловые семантические связи);
по степени взаимодействия между собой (например дискетное и сетевое взаимодействие).

Три уровня рассмотрения информационных технологий:
Первый уровень – теоретический. Основная задача – создание комплекса взаимосвязанных моделей информационных процессов, совместимых параметрически и критериально.
Второй уровень – исследовательский. Основная задача – разработка методов, позволяющих автоматизировано конструировать оптимальные конкретные информационные технологии.
Третий уровень – прикладной, который подразделяют на инструментальный и предметный.

5. Этапы эволюции информационных технологий
В управлении данными, объединяющем задачи их получения, хранения, обработки, анализа и визуализации, выделяют шесть временных фаз (поколений).
В нулевом поколении (4000 г. до н. э. – 1900 г.) в течение шести тысяч лет наблюдалась эволюция от глиняных таблиц к папирусу, затем к пергаменту и, наконец, к бумаге. Имелось много новшеств в представлении данных: фонетические алфавиты, сочинения, книги, библиотеки, бумажные и печатные издания. Это были большие достижения, но обработка информации в эту эпоху осуществлялась вручную.
Первое поколение (1900 – 1955 гг.) связано с технологией перфокарт, когда запись данных представлялась на них в виде двоичных структур.
Второе поколение (программируемое оборудование обработки записей, 1955 – 1980 гг.) связано с появлением технологии магнитных лент, каждая из которых могла хранить информацию десяти тысяч перфокарт. Для обработки информации были разработаны электронные компьютеры с хранимыми программами, которые могли обрабатывать сотни записей в секунду. Ключевым моментом этой новой технологии было программное обеспечение.

Третье поколение (оперативные базы данных, 1965 – 1980 гг.) связано с внедрением оперативного доступа к данным в интерактивном режиме, основанном на использовании систем баз данных с оперативными транзакциями.
Три вида схем данных:
логическая, которая определяет глобальный логический проект записей базы данных и связей между записями;
физическая, описывающая физическое размещение записей базы данных на устройствах памяти и в файлах, а также индексы, нужные для поддержания логических связей;
предоставляемая каждому приложению подсхема, раскрывающая только часть логической схемы, которую использует программа.
Четвертое поколение (реляционные базы данных: архитектура «клиент – сервер», 1980 – 1995 гг.) явилось альтернативой низкоуровневому интерфейсу. Идея реляционной модели состоит в единообразном представлении сущности и связи. Реляционная модель данных обладает унифицированным языком для определения данных, навигации по данным и манипулирования данными. Работы в этом направлении породили язык, названный SQL, принятый в качестве стандарта.

Пятое поколение (мультимедийные базы данных, с 1995 г.) связано с переходом от традиционных хранящих числа и символы, к объектно-реляционным, содержащим данные со сложным поведением.
Задачи, которые необходимо решить:
определение моделей данных для их новых типов и их интеграция с традиционными системами баз данных;
масштабирование баз данных по размеру, пространственному размещению и многообразию (неоднородные);
автоматическое обнаружение тенденций данных, структур и аномалий;
интеграция (комбинирование) данных из нескольких источников;
создание сценариев и управление потоком работ (процессом) и данными в организациях;
автоматизация проектирования и администрирования базами данных.

6. Итология как наука об ИТ
Итология - наука об информационных технологиях (ИТ-наука).
Предметом итологии являются:
информационные технологии (ИТ);
процессы, связанные с созданием ИТ;
процессы, связанные с применением ИТ.
Основными методами итологии являются:
архитектурная спецификация – создание эталонных моделей важнейших разделов ИТ;
фундаментальная спецификация – представление ИТ-систем, которое может наблюдаться на интерфейсах (границах) этих систем;
таксономия – классификация профилей ИТ, обеспечивающая уникальность идентификации в пространстве ИТ;
разнообразные методы формализации и алгоритмизации знаний;
методы конструирования прикладных информационных технологий (парадигмы, языки программирования, базовые открытые технологии, функциональное профилирование ИТ и т. п.);
иные методы.
Итология играет роль:
методологического базиса формализации, анализа и синтеза знаний;
инструмента, продвигающего интеллектуальные способности и конструктивные возможности человека.